P25 Fase 1 vs Fase 2: Lo que los departamentos pequeños deben saber

Que es P25 en realidad

P25 es una familia de estandares para radio movil terrestre construida para la seguridad publica. No es un solo producto, una sola frecuencia ni el sistema de un solo fabricante. Es un conjunto publicado de especificaciones tecnicas, parte de la serie de estandares TIA-102, que describen como deben comunicarse entre si los radios y sistemas de radio de distintos fabricantes. Todo el proposito del estandar es la interoperabilidad: un radio portatil fabricado por una empresa deberia poder funcionar en un sistema construido por otra, al menos en las funciones principales, si ambos siguen el estandar.

Ese objetivo de interoperabilidad es la razon de ser de P25. Las agencias de seguridad publica terminaban con radios que no podian comunicarse entre jurisdicciones justo cuando mas importaba. Un estandar, en teoria, rompe esa trampa. En la practica, que tan completamente implementa el estandar cada radio o sistema varia, y este es un tema recurrente que vale la pena tener presente al leer el material de los proveedores.

Cuando la gente dice Fase 1 o Fase 2, se refiere a dos generaciones de la interfaz digital dentro de la familia P25. Ambas son parte de la misma familia de estandares. La diferencia esta en como usan un canal de radio, y esa diferencia es todo el tema de esta guia.

Fase 1 y FDMA en terminos sencillos

La Fase 1 usa un metodo llamado FDMA, que significa Acceso Multiple por Division de Frecuencia. La idea central es sencilla. Se toma el espectro disponible y se divide en canales por frecuencia. Cada canal tiene un ancho de 12.5 kHz y cada canal transporta una via de voz a la vez. Si dos personas necesitan hablar al mismo tiempo, necesitan dos canales distintos.

La cifra de 12.5 kHz es el ancho de canal reducido al que paso la seguridad publica durante la transicion de reduccion de ancho de banda. Antes de eso, muchos sistemas funcionaban en canales mas anchos de 25 kHz. La Fase 1 con FDMA a 12.5 kHz ya era un paso hacia el uso mas eficiente, porque permitia que cupieran dos canales en el espacio que antes ocupaba un solo canal mas ancho.

Del diseño FDMA se derivan varias cosas practicas:

• Cada via de comunicacion necesita su propio canal de frecuencia. La capacidad crece segun cuantos canales tenga licenciados y equipados.
• La Fase 1 se ha usado ampliamente durante años, asi que el equipo y la experiencia en campo con ella son maduros.
• Un sistema puede funcionar en modo convencional, donde los usuarios eligen el canal directamente, o en modo troncalizado, donde un controlador asigna canales de forma automatica a partir de un conjunto compartido.

Para un departamento pequeño, la Fase 1 suele ser lo que ya esta instalado y en el cinturon. Funciona. La presion para cambiar generalmente viene de la saturacion del espectro a nivel regional, no de un defecto en la Fase 1 en si.

Fase 2 y TDMA en terminos sencillos

La Fase 2 usa un metodo distinto llamado TDMA, que significa Acceso Multiple por Division de Tiempo. En vez de darle a cada conversacion su propia frecuencia, TDMA toma un solo canal de 12.5 kHz y lo divide por tiempo. Divide el canal en dos ranuras de tiempo, y las dos ranuras se alternan lo suficientemente rapido como para que cada una pueda transportar su propia conversacion de voz. Por eso a la Fase 2 se le suele describir como TDMA de 2 ranuras.

El resultado es que un solo canal de 12.5 kHz ahora transporta dos vias de voz en lugar de una. En cuanto a cuanta conversacion puede soportar por unidad de espectro, eso es el doble en los canales de voz troncalizados en comparacion con la Fase 1 con FDMA en el mismo ancho de canal.

Hay un punto de alcance importante que suele confundirse en la conversacion casual. La Fase 2 se refiere a los canales de voz troncalizados. Se trata de meter mas trafico de voz en los canales de trabajo de un sistema troncalizado. No es un reemplazo total de todo lo que hace el estandar, y el canal de control y otras funciones del sistema tienen su propio manejo. Cuando alguien le diga que la Fase 2 duplica su capacidad, la afirmacion correcta es que duplica la capacidad de voz en los canales de voz troncalizados mediante el esquema TDMA de 2 ranuras.

La cuestion del uso eficiente del espectro

El uso eficiente del espectro es la razon por la que existe la Fase 2 y la razon por la que los sistemas regionales avanzan hacia ella. El espectro radioelectrico es un recurso finito, con licencia y compartido. En una region con muchas agencias, solo hay una cantidad limitada de canales para repartir. Cuando un sistema troncalizado se queda sin canales en momentos de alta demanda, las llamadas se ponen en fila y los usuarios esperan a que se libere un canal. Ese es un problema operativo real durante incidentes grandes o que se superponen.

Al colocar dos vias de voz en el espacio de una, la Fase 2 permite que un sistema soporte mas conversaciones simultaneas sin adquirir mas espectro. Para la entidad que posee y opera un gran sistema troncalizado, esto representa una ganancia significativa. Puede marcar la diferencia entre agregar canales, lo cual requiere mas espectro con licencia que quizas no este disponible, y sacarle mas provecho al espectro que ya se tiene licenciado.

Vale la pena ser preciso sobre quien se beneficia y como. La ganancia de eficiencia esta a nivel del sistema, en los canales de voz troncalizados. Si usted es un departamento pequeño que opera en un sistema troncalizado regional compartido, el beneficio le llega de forma indirecta a traves de la menor congestion en el sistema que comparte. Si usted opera su propio sistema convencional pequeño con trafico ligero, la presion de espectro que justifica la Fase 2 puede no aplicarle en absoluto. La tecnologia resuelve un problema de saturacion. Si usted tiene ese problema es un hecho local, no algo dado por sentado.

Compatibilidad hacia atras y migracion

Como la Fase 1 y la Fase 2 son parte de la misma familia de estandares P25, la ruta de migracion se diseño pensando en la coexistencia y no en un corte tajante. Esto importa muchisimo para la elaboracion de presupuestos y la planeacion, porque ningun departamento quiere reemplazar todos sus radios en una sola fecha.

Dos hechos guian la mayor parte de la planeacion de migracion:

• Los radios con capacidad de Fase 2 generalmente estan construidos para funcionar tambien en modo Fase 1. Un radio de suscriptor que soporta operacion TDMA por lo general puede volver a operacion FDMA cuando el sistema o el canal asi lo requieran.
• Un radio que solo tiene Fase 1 no puede operar en un canal de voz TDMA de Fase 2, porque no cuenta con la capacidad TDMA. Esta es la direccion en la que se rompe la compatibilidad. Los radios antiguos no adquieren nuevas capacidades solo por estar cerca de un sistema nuevo.

La consecuencia practica es un enfoque por etapas. Un operador de sistema puede mover canales, o todo el sistema, hacia la Fase 2 mientras las agencias reemplazan sus radios con el tiempo. Durante esa ventana, los radios mas nuevos con capacidad de Fase 2 siguen funcionando en modo Fase 1 hasta que el sistema haga la transicion completa, y hasta que suficiente parte de la flota tenga capacidad de Fase 2 para activar la operacion TDMA sin dejar aislados a los radios antiguos. La secuencia exacta depende del sistema especifico, de su configuracion y del plan del operador, asi que tome esto como la forma general del proceso y no como una receta.

Lo que esto significa para un departamento pequeño

Aqui es donde los hechos tecnicos se encuentran con la realidad operativa, y donde el criterio honesto debe tomar el relevo de la hoja tecnica. Los hechos de ingenieria anteriores estan establecidos. Lo que sigue es analisis, no un estandar.

La mayoria de los departamentos pequeños no son dueños del gran sistema troncalizado que la Fase 2 optimiza. Lo mas comun es que usted sea un participante en un sistema regional o estatal operado por alguien mas, y la decision sobre la Fase se este tomando por encima de su nivel. En esa situacion, sus preguntas reales son sobre equipo y costo, no sobre si TDMA es una buena idea en general. El operador del sistema ya respondio esa pregunta por sus propias razones.

Su exposicion suele manifestarse de algunas formas concretas:

• Reemplazo de radios. Si el sistema regional esta pasando a la Fase 2, sus radios que solo tienen Fase 1 eventualmente dejaran de funcionar en los canales de voz que hagan la transicion. Presupuestar reemplazos con capacidad de Fase 2 a lo largo de un plazo realista es la tarea central de planeacion.
• Presion de tiempo. El operador fija el cronograma. Un departamento pequeño con un presupuesto de capital ajustado necesita conocer ese cronograma con anticipacion para poder repartir las compras entre varios años fiscales en lugar de absorber un solo golpe grande.
• Oportunidades de subvenciones y compras conjuntas. Las transiciones de radios son exactamente el tipo de gasto regional coordinado que a veces atrae fondos de subvenciones o acuerdos de compra al por mayor. Vale la pena perseguir esto precisamente porque el costo viene de una decision que usted no tomo solo.

Si en cambio usted opera su propio sistema convencional pequeño con trafico moderado, el calculo es distinto. La presion de espectro que justifica la Fase 2 puede simplemente no existir para usted. En ese caso, lo correcto no es asumir que debe seguir cada tendencia regional, sino preguntarse honestamente si su sistema actual cumple con sus necesidades operativas y si la interoperabilidad con sus vecinos le exige algo. Seguir un estandar es valioso cuando sirve a la interoperabilidad. Reemplazar equipo que funciona para perseguir una eficiencia que no necesita es un argumento mas dificil de sostener.

Preguntas que debe hacer antes de comprometerse

Ya sea que la decision se tome por usted o la tome usted mismo, un pequeño conjunto de preguntas directas aclarara la mayor parte de la confusion. Lleve estas preguntas al operador del sistema, a su contacto de mantenimiento de radios y a cualquier junta que maneje el plan regional.

• ¿Nuestro sistema, o el sistema en el que operamos, esta pasando a la Fase 2, y si es asi, cual es el cronograma?
• ¿Cuales de nuestros radios actuales solo tienen Fase 1, y cuales ya tienen capacidad de Fase 2? Un inventario por escrito responde esto, no una suposicion.
• Para cualquier radio nuevo que compremos, ¿el modelo soporta operacion tanto en Fase 1 como en Fase 2, confirmado por escrito?
• Hasta que se complete la transicion, ¿nuestros radios con capacidad de Fase 2 seguiran funcionando en modo Fase 1 en los canales actuales?
• ¿Cual es la fecha limite, si existe, despues de la cual los radios que solo tienen Fase 1 dejaran de funcionar en los canales de los que dependemos?
• ¿Existen opciones de compra conjunta, subvenciones o reparticion de costos regional asociadas a esta transicion?
• ¿Algo del cambio afecta nuestra interoperabilidad de ayuda mutua con las agencias vecinas?

Notese que ninguna de estas preguntas exige que usted sea ingeniero de radio. Exigen que consiga respuestas especificas y por escrito de las personas que manejan los detalles tecnicos. Los errores mas costosos en las transiciones de radio vienen de garantias vagas, no de una mala ingenieria.

Separar los hechos del discurso comercial

Para cerrar, conviene trazar una linea clara entre lo que esta establecido tecnicamente y lo que es una decision de criterio disfrazada de hecho. Mantener esto separado protege su presupuesto y su credibilidad ante quienes lo financian.

Hechos tecnicos establecidos:

• P25 es una familia de estandares de interoperabilidad, parte de la serie de estandares TIA-102.
• La Fase 1 usa FDMA, con una via de voz por canal de 12.5 kHz.
• La Fase 2 usa TDMA de 2 ranuras para transportar dos vias de voz en un canal de 12.5 kHz, mejorando el uso del espectro en los canales de voz troncalizados.
• Los radios con capacidad de Fase 2 generalmente tambien operan en modo Fase 1; los radios que solo tienen Fase 1 no pueden operar en canales de voz TDMA de Fase 2.

Decisiones de criterio local, que ningun estandar puede resolver por usted:

• Si su departamento tiene el problema de saturacion de espectro que la Fase 2 resuelve.
• Que tan rapido reemplazar los radios, y a lo largo de cuantos ciclos presupuestales.
• Si una transicion determinada vale su costo para su trafico e interoperabilidad especificos.
• Que vias de financiamiento perseguir para compensar el gasto.

Cuando un proveedor o un miembro de junta bien intencionado le diga que debe pasar a la Fase 2, la respuesta honesta es una pregunta: ¿que parte de eso es el estandar, y que parte es una decision que alguien esta tomando en mi nombre? La tecnologia es solida y la ganancia de eficiencia es real. Si es su problema por resolver, y bajo que cronograma y presupuesto, es una conversacion que usted tiene todo el derecho de tener con claridad.